一种碳载催化剂及其制作方法
【专利摘要】一种碳载催化剂，包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。所述防水透气层能保护催化剂，在保证催化剂催化效果的同时，不容易被分解，大大提高了电池的使用寿命。
【专利说明】一种碳载催化剂及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种碳载催化剂及其制作方法。
【背景技术】
[0002]传统混合型应用于燃料电池中的催化剂，由于其催化剂层和电池中的电解液直接接触，在经过电池内部反应后容易出现被分解的情况，大大影响电池的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种碳载催化剂，其拥有防水透气的效果，能保持碳载催化剂性质稳定，不容易被分解。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种碳载催化剂，包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。
[0005]作为优选，所述催化剂层的组成成分按质量比为:碳载氧化铜催化剂80_120g，碳载氧化银催化剂0.4-0.6g,碳载氧化钼催化剂0.2-0.3g,糯米胶4-6g。
[0006]作为优选，所述碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂，碳载氧化钼催化剂中，三种金属氧化物各自和活性碳的质量比都为3:80-120。
[0007]作为优选，所述防水透气层的组成成分按质量比为:糯米胶8_12g和活性碳80-120g。
[0008]所述碳载催化剂的制作方法，包括以下步骤:
A.制作碳载金属氧化物催化剂，所述碳载金属氧化物催化剂包括碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂；
B.制作所述催化剂层；
C.制作所述防水透气层。
[0009]作为优选，所述步骤A中，制作碳载氧化铜催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；
b)将210g质量分数为20%的硝酸铜溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥；
d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸铜热分解产生氧化铜，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化铜催化剂。
[0010]作为优选，所述步骤A中，制作碳载氧化银催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；
b)将IlOg质量分数为20%的硝酸银溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥； d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸银热分解产生氧化银，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化银催化剂。
[0011]作为优选，所述步骤A中，制作碳载氧化钼催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；
b)将130g质量分数为20%的硝酸钼溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥；
d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸钼热分解产生氧化钼，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化钼催化剂。
[0012]作为优选，所述步骤B包括以下步骤:
a)取80-120g已经制备好的碳载氧化铜催化剂，0.4-0.6g碳载氧化银催化剂，以及0.2-0.3g碳载氧化钼催化剂混合搅拌，组成三元氧化物催化剂，加入15毫升乙醇，不断搅拌，加入4-6g糯米胶，搅拌至粘稠状；
b)将粘稠后的三元氧化物催化剂涂布到无纺布载体上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化剂层。
[0013]作为优选，所述步骤C包括:将8_12g糯米胶调制到粘稠状，加入80_120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀释后搅拌均匀，接着用动物毛刷均匀涂布在所述催化剂层上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透气层。
[0014]本发明中的碳载催化剂，在催化剂层上设有防水透气层，本碳载催化剂在参与电池反应时，防水透气层能保护催化剂，在保证催化剂催化效果的同时，不容易被分解，大大提闻了电池的使用寿命。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:
一种碳载催化剂，包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。所述催化剂层的组成成分按质量比为:碳载氧化铜催化剂80g，碳载氧化银催化剂0.6g，碳载氧化钼催化剂0.25g，糯米胶5克，所述防水透气层的组成成分按质量比为:糯米胶8g和活性碳120g。
[0016]所述碳载催化剂的制作方法，包括以下步骤:
A.制作碳载金属氧化物催化剂，所述碳载金属氧化物催化剂包括碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂，制作碳载氧化铜催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；超声波分散处理可以让乙醇充分负载到活性炭里面；
b)将210g质量分数为20%的硝酸铜溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时。所述硝酸铜溶液在经过热分解反应后，能得到15g氧化铜，使氧化铜与活性碳的质量比保持在3:80-120 ；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥。乙醇能快速的挥发水分，使干燥过程更迅速； d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸铜热分解产生氧化铜，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化铜催化剂。
[0017]制作碳载氧化银催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；
b)将IlOg质量分数为20%的硝酸银溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时。所述硝酸银溶液在经过热分解反应后，能得到15g氧化银，使氧化银与活性碳的质量比保持在3:80-120 ；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥。
[0018]d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸银热分解产生氧化银，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化银催化剂。
[0019]制作碳载氧化钼催化剂时，包括以下步骤:
a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理；
b)将130g质量分数为20%的硝酸钼溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时。所述硝酸钼溶液在经过热分解反应后，能得到15g氧化钼，使氧化钼与活性碳的质量比保持在3:80-120 ；
c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥；
d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸钼热分解产生氧化钼，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化钼催化剂。
[0020]B.制作所述催化剂层，取80已经制备好的碳载氧化铜催化剂，0.6g碳载氧化银催化剂，以及0.25g碳载氧化钼催化剂混合搅拌，组成三元氧化物催化剂，加入15毫升乙醇，不断搅拌，加入5g糯米胶，搅拌至粘稠状，然后将其涂布到无纺布载体上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化剂层。
[0021]C.制作所述防水透气层，将Sg糯米胶调制到粘稠状，加入120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀释后搅拌均匀，接着用动物毛刷均匀涂布在所述催化剂层上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透气层，并形成所述碳载催化剂。
[0022]实施例2:
一种碳载催化剂，包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。所述催化剂层的组成成分按质量比为:碳载氧化铜催化剂100g，碳载氧化银催化剂0.5g，碳载氧化钼催化剂0.3g，糯米胶4克；所述防水透气层的组成成分按质量比为:糯米胶1g和活性碳80g。
[0023]所述碳载催化剂的制作方法，包括以下步骤:
A.制作碳载金属氧化物催化剂，所述碳载金属氧化物催化剂包括碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂，三种金属氧化物的制作过程与实施例一所述相似，这里不再累述。
[0024]B.制作所述催化剂层，取10g已经制备好的碳载氧化铜催化剂，0.5g碳载氧化银催化剂，以及0.3g碳载氧化钼催化剂混合搅拌，组成三元氧化物催化剂，加入15毫升乙醇，不断搅拌，加入4g糯米胶，搅拌至粘稠状，然后将其涂布到无纺布载体上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化剂层。
[0025]C.制作所述防水透气层，将1g糯米胶调制到粘稠状，加入80g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀释后搅拌均匀，接着用动物毛刷均匀涂布在所述催化剂层上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透气层，并形成所述碳载催化剂。
[0026]实施例3:
一种碳载催化剂，包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。所述催化剂层的组成成分按质量比为:碳载氧化铜催化剂120g，碳载氧化银催化剂0.4g，碳载氧化钼催化剂0.2g，糯米胶6克；所述防水透气层的组成成分按质量比为:糯米胶9g和活性碳100g。
[0027]所述碳载催化剂的制作方法，包括以下步骤:
A.制作碳载金属氧化物催化剂，所述碳载金属氧化物催化剂包括碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂，三种金属氧化物的制作过程与实施例一中所述相似，这里不再累述。
[0028]B.制作所述催化剂层，取120g已经制备好的碳载氧化铜催化剂，0.4g碳载氧化银催化剂，以及0.2g碳载氧化钼催化剂混合搅拌，组成三元氧化物催化剂，加入15毫升乙醇，不断搅拌，加入6g糯米胶，搅拌至粘稠状，然后将其涂布到无纺布载体上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化剂层。
[0029]C.制作所述防水透气层，将9g糯米胶调制到粘稠状，加入10g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀释后搅拌均匀，接着用动物毛刷均匀涂布在所述催化剂层上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透气层，并形成所述碳载催化剂。
【权利要求】
1.一种碳载催化剂，其特征在于，其包括一布层，所述布层上设有一催化剂层，所述催化剂层上设有一防水透气层。
2.如权利要求1所述的一种碳载催化剂，其特征在于，所述催化剂层的组成成分按质量比为:碳载氧化铜催化剂80-120g，碳载氧化银催化剂0.4-0.6g，碳载氧化钼催化剂0.2-0.3g，糯米胶 4-6g。
3.如权利要求1或2所述的一种碳载催化剂，其特征在于，所述碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂中，三种金属氧化物各自和活性碳的质量比都3:80-120。
4.如权利要求3所述的一种碳载催化剂，其特征在于，所述防水透气层的组成成分按质量比为:糯米胶8-12g和活性碳80-120g。
5.如权利要求1所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，其包括以下步骤: A.制作碳载金属氧化物催化剂，所述碳载金属氧化物催化剂包括碳载氧化铜催化剂，碳载氧化银催化剂和碳载氧化钼催化剂； B.制作所述催化剂层； C.制作所述防水透气层。
6.如权利要求5所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，制作碳载氧化铜催化剂时，包括以下步骤: a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理； b)将210g质量分数为20%的硝酸铜溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时； c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥； d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸铜热分解产生氧化铜，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化铜催化剂。
7.如权利要求5所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，制作碳载氧化银催化剂时，包括以下步骤: a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理； b)将IlOg质量分数为20%的硝酸银溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时； c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥； d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸银热分解产生氧化银，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化银催化剂。
8.如权利要求5所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，制作碳载氧化钼催化剂时，包括以下步骤: a)将400-600g400目活性碳加入100毫升乙醇中，用超声波分散处理； b)将130g质量分数为20%的硝酸钼溶液加入处理后的活性碳中，用搅拌器充分搅拌，并放置24小时； c)将静置后的活性碳放置到干燥箱中在100摄氏度下处理直到干燥； d)将干燥物用玻璃丝布包好，放置到不锈钢盒中，在450摄氏度下焙烧，保温I小时，使硝酸钼热分解产生氧化钼，等待自然冷却后，得到以活性炭为载体的氧化钼催化剂。
9.如权利要求5所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤: a)取80-120g已经制备好的碳载氧化铜催化剂，0.4-0.6g碳载氧化银催化剂，以及0.2-0.3g碳载氧化钼催化剂混合搅拌，组成三元氧化物催化剂，加入15毫升乙醇，不断搅拌，加入4-6g糯米胶，搅拌至粘稠状； b)将粘稠后的三元氧化物催化剂涂布到无纺布载体上，利用干燥箱干燥后，得到所述催化剂层。
10.如权利要求5所述的一种碳载催化剂的制作方法，其特征在于，所述步骤C包括:将8-12g糯米胶调制到粘稠状，加入80-120g活性碳混合后，再加入100毫升乙醇稀释后搅拌均匀，接着用动物毛刷均匀涂布在所述催化剂层上面，然后用干燥箱干燥，得到所述防水透气层，并形成所述碳载催化剂。
【文档编号】H01M4/88GK104409743SQ201410626717
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】许加响 申请人:温州晋航新能源科技有限公司